科学家设法延长疫苗的保质期:就像蛋白质的"特百惠"

2022年08月08日 18:55 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

在所有生产的疫苗中,有近一半被浪费掉了。这是因为将它们运送到世界不同地区涉及许多物流方面的挑战。另一个主要因素是,大多数疫苗从生产线到注射到人体手臂都需要严格的温度管控。在最好的情况下,保持冷(供应)链上的温度恒定也是一项挑战。此外,在撒哈拉以南非洲和其他发展中地区,例如,有限的交通基础设施和不可靠的电力服务使提供可行疫苗的巨大挑战更加复杂。

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为了应对这一挑战,苏黎世联邦理工学院大分子工程和有机化学实验室的研究人员与科罗拉多州Nanoly生物科学公司的企业家合作,开发了一个安全、通用的平台,以提高疫苗的热稳定性。他们的目标是什么?大大改善可行疫苗的分配,减少冷链的经济成本。

就像蛋白质的"特百惠"保鲜密封盒一样

马克-提比特教授的大分子工程实验室的博士研究员布鲁诺-马可-杜福特解释说:"把它想象成一个鸡蛋,在室温或冰箱里,鸡蛋保持着它的粘稠的蛋白质结构,但是一旦它遇到沸水或煎锅,它的结构就会发生永久性的变化。"疫苗中的蛋白质也是如此--一旦暴露在某些温度下,它们就会凝结在一起。再次冷却它们并不能逆转它们的变性。

因此,Marco-Dufort和科学家团队没有改变大自然,而是开发了一种新型的水凝胶,其细节刚刚于8月5日发表在《科学进展》杂志上。这种凝胶是基于一种生物兼容的合成聚合物,被称为"PEG"或聚乙二醇。它作为一种保护性的"隐身装置",用于保护非常大的--但肉眼看不见的--复杂分子,如疫苗、抗体或基因疗法中的蛋白质。这种包装的作用有点像分子特百惠,封装蛋白质并将其分开。它使蛋白质能够承受更高的温度波动范围。与传统的+2至+8 °C(35至45 °F)的冷链范围不同,封装允许的范围是25至65 °C(75至150 °F)。最重要的是,封装的货物只需加入糖液就可以释放。这使得疫苗在使用时可以方便地按需回收。

在癌症研究中的应用

这种新的生物医学水凝胶技术可以提供更高的疫苗存活率。然而,真正改变游戏规则的是它对降低与冷链相关的成本和健康风险可能产生的潜在经济效应。研究人员报告说:"2020年,冷链服务(从制造到分销)的整体市场为172亿美元,并预测会上升。如果疫苗通过受损的冷链到达,不断上升的成本对公共卫生和公众信任构成了潜在的可怕后果。大多数疫苗对热和冷都很敏感。这给全球免疫运动带来了巨大的障碍,因为疫苗的分配和管理成本往往超过生产成本,"Marco-Dufort解释说。虽然需要更多的投资来支撑冷链,但封装技术提供了一个节约成本的解决方案,可以用于生产更多的疫苗,从而拯救更多的生命。

然而,在水凝胶能够用于疫苗分配之前,在进一步研究、安全研究和临床试验方面仍有很长的路要走。它们更直接的用途是用于运输癌症研究中使用的热敏酶,例如,或用于实验室环境研究的蛋白质分子。

向解决全球问题迈出的一步

尽管新的生物技术和成本节约是朝着正确的方向迈出的一步,但在解决围绕公平的疫苗分配和疫苗犹豫不决的全球问题方面,仍然存在巨大的后勤、政治和社会经济挑战。马可-杜弗尔的动机是毫不畏惧的。他在刚果民主共和国生活的童年经历,使他深深体会到对传染病疫苗的需求,不仅仅是对COVID-19,还有小儿麻痹症、脑膜炎和埃博拉。他比大多数人更清楚生活在撒哈拉以南非洲的人们在获得疫苗方面所面临的巨大挑战,那里的传染病仍然很普遍。

马克-提比特、布鲁诺-马尔科-杜福特和团队的工作代表了疫苗辅料开发的实质性进展。他们的进展也为产生积极的社会影响带来了一线希望。即使是对与疫苗、药品和生物医学研究分配相关的经济因素的小幅缓解,也会在未来产生更大的影响。

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